ELECTROTECNIA DE CORRIENTE ALTERNA
ING. PEDRO ABEL BAUTISTA PÉREZ
TIPOS DE CORRIENTES
• Corriente Directa.
• Tiene polaridad.
• Se genera a partir de una reacción
química.
• Se mantiene constante.
• Corriente Alterna
• Se genera a partir de una energía mecánica.
• Se obtiene una onda senoidal
• No hay polaridad
• Dentro de ella existen campos magnéticos.
FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM)
• La fuerza electromotriz es toda causa capaz de
mantener una diferencia de potencial entre dos
puntos de un circuito abierto o de producir una
corriente eléctrica en un circuito cerrado.
• Se define como el trabajo que el generador
realiza para pasar por su interior la unidad de
carga positiva del polo negativo al positivo,
dividido por el valor en Culombios de dicha
carga.
ONDA SENOIDAL
• La forma más común de corriente alterna es
la senoidal. Se debe a que los generadores
de electricidad más utilizados producen
corriente con esta forma.
• Onda senoidal representa el valor de la
tensión de la Corriente alterna a través de
un tiempo continuamente variable.
EXPRESIÓN SENOIDAL DE TENSIÓN
•𝑒 = 𝐸𝑚𝑠𝑒𝑛𝜃• Donde
• e= Tensión Instantánea
• Em= Valor máximo de la Tensión
• ᶿ= Argumento Angular
e=Em
+
-
MAGNITUDES DE C.A
• Frecuencia c/s ó Hz
• Tensión Eficaz
• Valores Máximos
• T= Periodo (s)
• 𝑓 =𝐼
𝑇T=
𝐼
𝑓
• Se requiere a los c/s de onda F
• T= Se refiere a la tensión registrada en algún instrumento de medición
correspondiente.
I
1 segundo
60°
Épico
Épico-pico90°
Ciclo Periódicoe=Em
0°
90°
180°
270°
FORMULARIO PARA LA TENSIÓN
• E= 𝐸𝑚
√2Tensión Eficaz
• Em= √2 (E eficaz) Tensión Máxima
• E promedio= 0.637 Em
• Ep= Em
• Epp= 2Ep
E promedio
0.637 Em
Tensión Promedio
EXPRESIÓN SENOIDAL DE CORRIENTE
•i= 𝐼𝑚𝑠𝑒𝑛𝜃• Donde
• i= Corriente Instantánea
• Im= Valor máximo de la Corriente
• ᶿ= Argumento Angular
i=𝐼𝑚𝑠𝑒𝑛𝜃
𝐼𝑚𝑠𝑒𝑛𝜃
Épico
Épico-pico90°
Ciclo Periódicoi=Im
FORMULARIO PARA LA TENSIÓN
• I= 𝐼𝑚
√2Corriente Eficaz
• Im= √2 (I eficaz) Corriente Máxima
• I promedio= 0.637 Im
• Ep= Em
• Epp= 2Ep
I promedio
0.637 Im
Corriente Promedio
EXPRESIÓN SENOIDAL EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
• e= Em(Sen wt)
• Donde wt= Velocidad angular
• El adelanto o atraso de la onda de tensión de C.A es relativo a la
posición de trazado inicial de la curva senoidal.
ONDA DE TENSION
ONDA DE CORRIENTE
ONDA DE REFERENCIA
EXPRESIÓN SENOIDAL EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
•e= Emsen(wt±α)
•Donde α= Angulo fase
•Ejemplo
•Si α= 90° ≈ e= Emsen(wt-90°)
FASORES
• Corriente o Tensión trabajado en forma vectorial.
• Se representan
• Vectores
• De la forma:
• r= Magnitud
• ᶿ = Argumento
• Z1=r1
r1
Z1=Z1
SENOIDAL A POLAR
•e= Emsen(wt±α) E=E1 ±α
Máximo Ángulo Fase Eficaz
Argumento
NÚMEROS COMPLEJOS
• El número complejo (z) puede representar por un vector en el plano complejo. De
modo que va a contener dos componentes rectangulares: una imaginaria y una real.
El siguiente número complejo se representa en la forma binó mica o rectangular.
•Z=±X±JY
Número Complejo Componente real.
Componente
Imaginario.
NÚMEROS COMPLEJOS
• Se representan con expresiones rectangulares y polares.
• Expresión rectangular o binómica: Z=±X+JY o Z=3+J4
• Expresión polar : 5 53.13°
NÚMEROS COMPLEJOS
• Suma y resta:
• La suma y resta debe realizarse con expresiones rectangulares:
• Z1 + Z2= (3+J5) + (2-J2)
• Z1 + Z2= 3+J5+2-J2
• Z1 + Z2= 5+J3
NÚMEROS COMPLEJOS
•Multiplicación:
Se recomienda que la multiplicación debe realizarse con expresiones
polares, aún cuando puedes trabajar con expresiones binómicas.
• Z1 + Z2= 5≤ 30° (2 ≤20°) Z1 + Z2= r1 ≤α1 (r2 ≤α2)
• Z1 + Z2= 10≤ 50° Z1 + Z2=r1r2 ≤α1+α2
NÚMEROS COMPLEJOS
• División
Puede realizarse con expresiones polares y rectangulares.
•Z1 = 10≤90° / Z25≤60° Z1 = r1 ≤α1 / r2 ≤α2
•Z= 2≤30° Z= r1 / r2 ≤α1-α2
CIRCUITO SERIECARACTERISTICA CIRCUITO SERICE DE C.C CIRCUITO SERIE DE C.A
CORRIENTE IT=I1=I2=I3 IT=I1=I2=I3
TENSIÓN ET= E1+E2+E3 ET= E1+E2+E3
RESISTENCIA O IMPEDANCIA RESISTENCIA
RT= R1+R2+R3
IMPEDANCIA
ZT= Z1+Z2+Z3
CIRCUITO RESISTIVO
• Los elementos resistivos no provocan
desfasajes entre la tensión y la
corriente. En cada instante la corriente
es directamente proporcional a la
tensión en ese instante e inversamente
proporcional a la resistencia.
CIRCUITO RESISTIVOEn forma fasorial se ven los fasores de tensión y corriente sobre una
misma línea (sin un ángulo de desfasaje). Estos fasores giran en
sentido anti horario tantas veces como indica la frecuencia de la
señal.
CIRCUITO INDUCTIVO
• Tal como pasa con los capacitores, los
inductores también almacenan energía
eléctrica y producen un desfasaje
entre la tensión y la corriente. En los
elementos inductivos puros el
desfasaje es de 90° en donde la
corriente atrasa a la tensión.
CIRCUITO INDUCTIVO
•En el siguiente diagrama fasorial se ve la
corriente en atraso 90°.
CIRCUITO CAPACITIVO
La reactancia capacitiva (XC) es la resistencia que ofrece un capacitor al
paso de la corriente alterna. Es función de la velocidad angular (por lo
tanto de la frecuencia) y de la capacidad. Se calcula con la siguiente
expresión:
XC = Reactancia capacitiva [Ω]
ω = Velocidad angular = 2 π f [rad/s]
C = Capacidad del capacitor [F]
𝑿𝒄 =𝟏
𝝎 . 𝑪
CIRCUITO CAPACITIVO
• En un capacitor o elemento capacitivo puro la
corriente adelanta 90° a la tensión.
CIRCUITO CAPACITIVO
•El desfasaje en forma fasorial lo podemos ver
en el siguiente diagrama: